生理学完整课件-呼吸.ppt
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1、第五章第五章 呼吸呼吸呼吸环节呼吸环节:1 外呼吸(肺通气外呼吸(肺通气+肺换气)肺换气)2 气体在血液中的运输气体在血液中的运输 3 内呼吸(组织换气)内呼吸(组织换气)第一节第一节 肺通气肺通气肺与外界环肺与外界环境之间的气境之间的气体交换过程。体交换过程。二、肺通气原理二、肺通气原理气体进出肺取决两方面因素:气体进出肺取决两方面因素:动力动力:大气压与肺内压之间的压力差;:大气压与肺内压之间的压力差;阻力阻力:弹性阻力和非弹性阻力。:弹性阻力和非弹性阻力。二、肺通气原理二、肺通气原理(一)肺通气的动力(一)肺通气的动力吸气肌收缩吸气肌收缩 胸廓扩大胸廓扩大 肺扩张肺扩张吸气肌舒张吸气肌舒
2、张 吸气吸气 肺内压肺内压大气压大气压 呼气呼气二、肺通气原理二、肺通气原理(一)肺通气的动力(一)肺通气的动力 直接动力直接动力:肺泡内压力与大气压力:肺泡内压力与大气压力 之差。之差。原动力原动力:呼吸运动。呼吸运动。1.呼吸运动呼吸运动 呼吸肌收缩、舒呼吸肌收缩、舒张所造成的胸廓扩张所造成的胸廓扩大和缩小。大和缩小。膈肌膈肌 呼吸肌呼吸肌l l1 吸气肌吸气肌 膈肌膈肌 肋间外肌肋间外肌2 呼气肌呼气肌 肋间内肌肋间内肌 腹壁肌腹壁肌3 辅助呼吸肌辅助呼吸肌 斜角肌斜角肌 胸锁乳突肌胸锁乳突肌 胸肌胸肌 背肌背肌 呼吸过程:平静呼吸呼吸过程:平静呼吸(1)吸气运动(主动过程)吸气运动(主
3、动过程)膈膈肌肌和和肋肋间间外外肌肌收收缩缩 膈膈顶顶下下降降、肋肋骨骨和和胸胸骨骨上上举举、肋肋骨骨下下缘缘外外翻翻胸胸腔腔上上下下径径、前前后后径径、左左右右径径 胸胸腔腔容容量量 肺肺被被动动扩扩张张肺肺容容积积肺肺内内压压大大气气压压外界气体进入肺泡(主动吸气)外界气体进入肺泡(主动吸气)呼吸过程:平静呼吸呼吸过程:平静呼吸(2)呼气运动(被动过程)呼气运动(被动过程)膈膈肌肌、肋肋间间外外肌肌舒舒张张膈膈顶顶上上升升、肋肋骨骨和和胸胸骨骨复复位位 胸胸廓廓回回位位 胸胸腔腔容容积积 肺肺弹弹性性回回缩缩肺肺容容积积 肺肺内内压压力力升升高高并并大于大气压大于大气压气体由肺排出(被动呼
4、气)气体由肺排出(被动呼气)呼吸过程:用力呼吸呼吸过程:用力呼吸 机机体体活活动动时时或或异异常常情情况况下下(缺缺氧氧或或二二氧氧化化碳碳分分压压升升高高)引引起起深深而而快快的的呼呼吸吸,也称深呼吸。也称深呼吸。特点:吸气和呼气都是主动运动。特点:吸气和呼气都是主动运动。呼吸的表现形式呼吸的表现形式:l l用力程度:平静呼吸用力程度:平静呼吸 安静时的呼吸安静时的呼吸 用力呼吸用力呼吸 加深加快的呼吸加深加快的呼吸 呼吸困难呼吸困难 呼吸肌参与:呼吸肌参与:腹式呼吸腹式呼吸 膈肌活动为主膈肌活动为主 胸式呼吸胸式呼吸 肋间外肌活动为主肋间外肌活动为主 混合式呼吸混合式呼吸 2.肺内压肺内压
5、 肺泡内的压力。肺泡内的压力。吸气吸气胸廓扩大胸廓扩大肺扩张肺扩张肺容积增肺容积增大大肺内压下降肺内压下降小于大气压小于大气压12mmHg 气体入肺气体入肺肺内压渐增肺内压渐增肺内压肺内压=大气压大气压吸气肌舒张吸气肌舒张胸廓、肺回位胸廓、肺回位肺容积减肺容积减小小肺内压增大肺内压增大大于大气压大于大气压12mmHg 气体出肺外流进入大气气体出肺外流进入大气呼气呼气2.肺内压肺内压 肺泡内的压力。肺泡内的压力。l l吸气初:肺内压吸气初:肺内压 大气压大气压 呼气开始呼气开始l l呼气末:肺内压呼气末:肺内压=大气压大气压 呼气停止呼气停止负压人工呼吸负压人工呼吸 正压正压人工呼吸人工呼吸3.
6、胸内压胸内压 胸膜腔内的压力。胸膜腔内的压力。l l测量:直接法测量:直接法 间接法间接法胸内压形成胸内压形成l l以胸膜腔密闭且含浆液为条件以胸膜腔密闭且含浆液为条件l l胸廓生长胸廓生长肺生长肺生长l l胸廓容积胸廓容积肺容积肺容积 l l胸廓将肺拉大胸廓将肺拉大l l肺回缩肺回缩 胸内负压胸内负压 l l胸内压胸内压=肺内压肺内压-肺回缩力肺回缩力 =大气压大气压-肺回缩力肺回缩力 =-肺回缩力肺回缩力l l呼气末:呼气末:-3-5 mmHgl l吸气末:吸气末:-5-10 mmHg胸内压作用:胸内压作用:维持肺泡扩张维持肺泡扩张状态,使状态,使 肺肺随胸廓运动而随胸廓运动而运动。运动。
7、利于静脉血利于静脉血及组织液回流及组织液回流 呼吸运动(原动力)呼吸运动(原动力)胸内压变化(间接动力)胸内压变化(间接动力)肺内压与大气压差变化(直接动力)肺内压与大气压差变化(直接动力)肺通气肺通气 (二)肺通气的阻力(二)肺通气的阻力 1.弹性阻力(弹性阻力(R)和顺应性(和顺应性(C)l l弹性阻力:弹性组织对抗外力引起的变弹性阻力:弹性组织对抗外力引起的变 形而产生的回位力。形而产生的回位力。l l顺顺 应应 性:弹性组织在外力作用下的可性:弹性组织在外力作用下的可 扩展性。扩展性。CV/Pl l顺应性与弹性阻力成反变关系:顺应性与弹性阻力成反变关系:C=1R (二)肺通气的阻力(二
8、)肺通气的阻力 1.弹性阻力(弹性阻力(R)和顺应性(和顺应性(C)肺容积变化(肺容积变化(V)肺顺应性(肺顺应性(CL)跨肺压的变化(跨肺压的变化(P)1)肺静态顺应性曲线肺静态顺应性曲线吸气吸气呼气呼气1)肺静态顺应性曲线肺静态顺应性曲线 a曲线的斜曲线的斜率大,表示顺应率大,表示顺应性大,弹性阻力性大,弹性阻力小;曲线中段斜小;曲线中段斜率最大率最大.b曲线的曲线的斜率小,表示顺斜率小,表示顺应性小,弹性阻应性小,弹性阻力大。力大。l l肺充血、肺不张、肺纤维化肺充血、肺不张、肺纤维化 肺顺肺顺l l表面活性物质减少表面活性物质减少 应性应性l l肺气肿肺气肿 肺顺应性肺顺应性2)比顺应
9、性)比顺应性 =实测肺顺应性肺总量实测肺顺应性肺总量3)肺弹性阻力)肺弹性阻力来源:来源:弹性纤维及胶原纤维弹性纤维及胶原纤维 1/3 肺扩张肺扩张 肺弹性纤维,胶原纤维被肺弹性纤维,胶原纤维被牵拉牵拉 肺的弹性回缩力肺的弹性回缩力 弹性阻力弹性阻力 肺性顺应性肺性顺应性 表面张力表面张力 2/3 (液(液气界面)气界面)表面张力的作用:表面张力的作用:l l使液体表面积缩小。使液体表面积缩小。(肺塌陷)(肺塌陷)表面张力对肺泡的作用表面张力对肺泡的作用表面活性物质产生:表面活性物质产生:l l肺泡肺泡型细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂型细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂(DPPC)表面活性物质作用表面活性物质
10、作用l l降低表面张力降低表面张力:维持大小肺泡容积稳定维持大小肺泡容积稳定 小肺泡小肺泡DPPC密度大,密度大,T较小较小 减小肺间质和肺内的组织液生成,减小肺间质和肺内的组织液生成,防止肺水肿的发生;防止肺不张。防止肺水肿的发生;防止肺不张。降低吸气阻力,减少吸气作功。降低吸气阻力,减少吸气作功。4)胸廓弹性阻力)胸廓弹性阻力l l作用作用:肺容量:肺容量=67%肺总量时肺总量时 无回缩力无回缩力 肺容量肺容量 67%肺总量时肺总量时 呼气动力呼气动力 吸气阻力吸气阻力 l l肥胖、胸廓畸形肥胖、胸廓畸形l l胸膜增厚胸膜增厚 胸廓顺应性胸廓顺应性l l腹内占位病变腹内占位病变5)胸廓顺应
11、性)胸廓顺应性 V(胸腔容积)胸腔容积)胸廓的顺应性胸廓的顺应性 P(跨胸壁压)跨胸壁压)2.非弹性阻力非弹性阻力惯性阻力惯性阻力粘滞阻力粘滞阻力气道阻力气道阻力流速快、湍流、管径小流速快、湍流、管径小 气道阻力大气道阻力大流速慢、层流、管径大流速慢、层流、管径大 气道阻力小气道阻力小影响气道管径的主要因素影响气道管径的主要因素(1)跨壁压)跨壁压(2)肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用)肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用(3)自主神经对气道平滑肌舒缩活动的调节)自主神经对气道平滑肌舒缩活动的调节(4)化学因素的影响)化学因素的影响 呼吸功呼吸功 在呼吸过程中,呼吸肌为克服弹性阻力在呼吸过程中
12、,呼吸肌为克服弹性阻力和非弹性阻力而实现肺通气所作的功称为呼和非弹性阻力而实现肺通气所作的功称为呼吸功。吸功。平静呼吸时,每分钟约为平静呼吸时,每分钟约为0.30.6kgm,其中其中2/3用来克服弹性阻力,用来克服弹性阻力,1/3用来克服非用来克服非弹性阻力。弹性阻力。三、三、基本肺容积、肺容量基本肺容积、肺容量(一)基本肺容积(一)基本肺容积 1.潮气量潮气量 (TV)每次呼吸时吸入或呼出的气量为潮气量。每次呼吸时吸入或呼出的气量为潮气量。2.补吸气量补吸气量(IRV)平静吸气末,再做最大吸气所能吸入的气量。平静吸气末,再做最大吸气所能吸入的气量。3.补呼气量(补呼气量(EVR)平静呼气末,
13、再做最大呼气所能呼出的气体量平静呼气末,再做最大呼气所能呼出的气体量 4.余气量(余气量(RV)最大呼气末尚存留于肺内不能再呼出的气量。最大呼气末尚存留于肺内不能再呼出的气量。三、三、基本肺容积、肺容量基本肺容积、肺容量(二)肺容量(二)肺容量1.深吸气量(深吸气量(IC)从平静呼气末作最大吸气时所能从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气量,它是潮气量与补吸气吸入的气量,它是潮气量与补吸气量之和,衡量最大通气潜能。量之和,衡量最大通气潜能。2.肺活量(肺活量(VC)尽力吸气后,从肺内所能呼出的尽力吸气后,从肺内所能呼出的最大气量,是潮气量、补吸气量和最大气量,是潮气量、补吸气量和补呼气量之和。补
14、呼气量之和。三、三、基本肺容积、肺容量基本肺容积、肺容量(二)肺容量(二)肺容量3.用力肺活量(用力肺活量(FVC)指尽最大吸气后指尽最大吸气后,尽力尽快呼气所能呼出的尽力尽快呼气所能呼出的最大气量。最大气量。4.功能残气量(功能残气量(FRC)平静呼气末尚存留于肺内的气量,等于残气平静呼气末尚存留于肺内的气量,等于残气量与补呼气量之和,有缓冲作用。量与补呼气量之和,有缓冲作用。5.肺总量(肺总量(TLC)肺所能容纳的最大气量,等于肺活量与残肺所能容纳的最大气量,等于肺活量与残气量之和。气量之和。肺活量肺活量最大吸气后,从肺内所能呼出的最大气量。最大吸气后,从肺内所能呼出的最大气量。意义:反映
15、肺一次通气的最大能力意义:反映肺一次通气的最大能力时间肺活量时间肺活量 最大吸气后以最快速度呼气,第最大吸气后以最快速度呼气,第1、2、3秒末呼出气量占肺活量的百分数秒末呼出气量占肺活量的百分数。时间肺活量的意义:时间肺活量的意义:反映一次呼吸的最大通气量及肺反映一次呼吸的最大通气量及肺通气的动态功能通气的动态功能 四、肺通气量四、肺通气量(一)每分通气量(一)每分通气量每分通气量每分通气量 每分钟进或出肺的气体总量。每分钟进或出肺的气体总量。最大通气量最大通气量 尽力作深快呼吸时,每分钟尽力作深快呼吸时,每分钟 所能吸入或呼出的最大气量。所能吸入或呼出的最大气量。最大最大 每分平静每分平静通
16、通 气气 通气量通气量 通气量通气量贮贮 量量 100%百分比百分比 最大通气量最大通气量 正常值等于或大于正常值等于或大于93%,反映通气的贮备能力。,反映通气的贮备能力。(二)二)无效腔无效腔解剖无效腔解剖无效腔无效腔无效腔生理无效腔生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔解剖无效腔肺泡无效腔肺泡通气量肺泡通气量 每分钟吸入肺泡的新鲜气量。每分钟吸入肺泡的新鲜气量。=(潮气量(潮气量 无效腔气量)无效腔气量)呼吸频率呼吸频率肺通气量和肺泡通气量肺通气量和肺泡通气量 呼吸频率呼吸频率 潮气量潮气量 肺通气量肺通气量 肺泡通气肺泡通气(次(次/min)(ml)(ml/min)()(ml/min)16 5
17、00 8000 5600 8 1000 8000 6800 32 250 8000 3200无效腔与肺泡通气量无效腔与肺泡通气量每次呼吸使肺泡内气体更新换气每次呼吸使肺泡内气体更新换气1/7深慢呼吸利于气体交换深慢呼吸利于气体交换第二节第二节 气体交换气体交换一、气体交换的原理一、气体交换的原理形式:气体单纯扩散形式:气体单纯扩散动力:气体分压(张力)差动力:气体分压(张力)差扩散距离扩散距离分子量平方根分子量平方根分压差分压差扩散面积扩散面积溶解度溶解度温度温度D=肺肺泡泡与与肺肺血血二、肺换气二、肺换气(一)(一)过过 程程肺泡与毛细血管肺泡与毛细血管之间的气体交换之间的气体交换过程。过程
18、。(二)影响因素(二)影响因素1.呼吸膜厚度呼吸膜厚度 呈反变关系呈反变关系 肺纤维化肺纤维化 肺水肿肺水肿 增厚增厚 2.呼吸膜面积呼吸膜面积 呈正变关系呈正变关系 运动时面积增大;运动时面积增大;肺不张、肺实变、肺不张、肺实变、肺肺Cap闭塞时面积减小闭塞时面积减小 (二)影响因素二)影响因素 气多或血少气多或血少 气少或血多气少或血多 V/Q V/Q肺泡无效腔肺泡无效腔 A-V短路短路 换气效率低换气效率低(二)影响因素二)影响因素3.通气通气/血流比值(血流比值(V/Q=0.84)每分肺每分肺泡通气量和泡通气量和每分肺血流每分肺血流量的比值。量的比值。通气血流比值通气血流比值三、三、组
19、织换气组织换气血液与组织细胞之间的气体交换过程。血液与组织细胞之间的气体交换过程。肺肺换换气气与与组组织织换换气气示示意意图图第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输 肺泡肺泡 血血 液液 组织组织 CO2 溶解的溶解的CO2 结合的结合的CO2 溶解的溶解的CO2 CO2 O2 溶解的溶解的O2 结合的结合的O2 溶解的溶解的O2 O2一、一、O2、CO2在血中存在的形式在血中存在的形式形式:物理溶解、化学结合形式:物理溶解、化学结合 气体分压气体分压溶解度溶解度溶解度溶解度 温度温度血液血液O2和和CO2的含量的含量 (ml/100ml血液)血液)动脉血动脉血 静脉血静脉血 物理
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